सर्वो मोटर्सना पर्याय म्हणून कमी किमतीच्या स्टेपर मोटर्स कसे आहेत?

बंद-वळणस्टेपर मोटर्सअनेक मोशन कंट्रोल अॅप्लिकेशन्समध्ये परफॉर्मन्स-टू-कॉस्ट रेशो बदलला आहे. व्हीआयसी क्लोज्ड-लूप प्रोग्रेसिव्ह मोटर्सच्या यशामुळे महागड्या सर्वो मोटर्सना कमी किमतीच्या मोटर्सने बदलण्याची शक्यता देखील उघडली आहे.स्टेपर मोटर्स.उच्च-मानक औद्योगिक ऑटोमेशन अनुप्रयोगांच्या वाढत्या संख्येत, तांत्रिक प्रगती स्टेपर मोटर्स आणि सर्वो मोटर्समधील कामगिरी-ते-खर्च गुणोत्तर बदलत आहे.
स्टेपर मोटर्स विरुद्ध सर्वो मोटर्स
पारंपारिक बुद्धीनुसार, सर्वो कंट्रोल सिस्टीम अशा अनुप्रयोगांमध्ये चांगले कार्य करतात जिथे 800 RPM पेक्षा जास्त वेग आणि उच्च गतिमान प्रतिसाद आवश्यक असतो. स्टेपर मोटर्स कमी वेग, कमी ते मध्यम प्रवेग आणि उच्च होल्डिंग टॉर्क असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी अधिक योग्य आहेत.
तर स्टेपर मोटर्स आणि सर्वो मोटर्सबद्दलच्या या पारंपारिक ज्ञानाचा आधार काय आहे? चला खाली त्याचे अधिक तपशीलवार विश्लेषण करूया.

१. साधेपणा आणि खर्च
स्टेपर मोटर्स सर्वो मोटर्सपेक्षा स्वस्त असतातच, शिवाय त्या चालू करणे आणि देखभाल करणे देखील सोपे असते. स्टेपर मोटर्स स्थिर असताना स्थिर असतात आणि त्यांचे स्थान टिकवून ठेवतात (गतिशील भारांसह देखील). तथापि, काही अनुप्रयोगांसाठी उच्च कार्यक्षमता आवश्यक असल्यास, अधिक महाग आणि जटिल सर्वो मोटर्स वापरल्या पाहिजेत.
२. रचना
स्टेपर मोटर्सचुंबकीय कॉइल्स वापरून चुंबक हळूहळू एका स्थानावरून दुसऱ्या स्थानावर खेचण्यासाठी चरणबद्ध पद्धतीने फिरवा. मोटरला कोणत्याही दिशेने १०० स्थानांवर हलविण्यासाठी, सर्किटला मोटरवर १०० स्टेपिंग ऑपरेशन्स करणे आवश्यक आहे. स्टेपर मोटर्स वाढीव हालचाली साध्य करण्यासाठी पल्सचा वापर करतात, ज्यामुळे कोणत्याही फीडबॅक सेन्सरचा वापर न करता अचूक स्थिती निश्चित करता येते.

सर्वो मोटरची हालचाल करण्याची पद्धत वेगळी असते. ती एका पोझिशन सेन्सरला - म्हणजे एन्कोडरला - चुंबकीय रोटरशी जोडते आणि सतत मोटरची अचूक स्थिती शोधते. सर्वो मोटरच्या प्रत्यक्ष स्थिती आणि कमांड केलेल्या स्थितीमधील फरकाचे निरीक्षण करते आणि त्यानुसार विद्युत प्रवाह समायोजित करते. ही बंद-लूप प्रणाली मोटरला योग्य गती स्थितीत ठेवते.

३. वेग आणि टॉर्क
स्टेपर आणि सर्वो मोटर्समधील कामगिरीतील फरक त्यांच्या वेगवेगळ्या मोटर डिझाइन सोल्यूशन्समुळे निर्माण होतो.स्टेपर मोटर्ससर्वोमोटर्सपेक्षा पोलची संख्या खूप जास्त असते, त्यामुळे स्टेपर मोटरच्या पूर्ण क्रांतीसाठी जास्त वळण करंट एक्सचेंजची आवश्यकता असते, ज्यामुळे वाढत्या वेगाने टॉर्कमध्ये जलद घट होते. याव्यतिरिक्त, जर जास्तीत जास्त टॉर्क गाठला गेला तर स्टेपर मोटर त्याचे स्पीड सिंक्रोनायझेशन फंक्शन गमावू शकते. या कारणांमुळे, बहुतेक हाय-स्पीड अनुप्रयोगांमध्ये सर्वो मोटर्स हा पसंतीचा उपाय आहे. याउलट, स्टेपर मोटरच्या पोलची संख्या जास्त असणे कमी वेगाने फायदेशीर असते, जेव्हा स्टेपर मोटरला समान आकाराच्या सर्वो मोटरपेक्षा टॉर्कचा फायदा असतो.

जसजसा वेग वाढतो तसतसे स्टेपर मोटरचा टॉर्क कमी होतो

४. पोझिशनिंग
स्टेपर मोटर्स आणि सर्वो मोटर्समध्ये महत्त्वाचे फरक आहेत जिथे मशीनची अचूक स्थिती नेहमीच माहित असणे आवश्यक असते. स्टेपर मोटर्सद्वारे नियंत्रित ओपन-लूप मोशन अॅप्लिकेशन्समध्ये, नियंत्रण प्रणाली असे गृहीत धरते की मोटर नेहमीच योग्य गती स्थितीत असते. तथापि, अडकलेल्या घटकामुळे मोटार थांबण्यासारखी समस्या उद्भवल्यानंतर, नियंत्रकाला मशीनची वास्तविक स्थिती कळू शकत नाही, ज्यामुळे त्याचे स्थान गमावले जाऊ शकते. सर्वो मोटरच्या बंद-लूप सिस्टीमचा स्वतःचा एक फायदा आहे: जर ती एखाद्या वस्तूने जाम केली तर ती लगेच ओळखेल. मशीन काम करणे थांबवेल आणि कधीही स्थितीबाहेर राहणार नाही.

५. उष्णता आणि ऊर्जेचा वापर
ओपन-लूप स्टेपर मोटर्स स्थिर प्रवाह वापरतात आणि भरपूर उष्णता सोडतात. बंद-लूप नियंत्रण केवळ स्पीड लूपसाठी आवश्यक असलेला प्रवाह प्रदान करते आणि त्यामुळे मोटर गरम होण्याची समस्या टाळते.
तुलना सारांश
सर्वो कंट्रोल सिस्टीम रोबोटिक आर्म्ससारख्या गतिमान भार बदलांसह हाय-स्पीड अॅप्लिकेशन्ससाठी सर्वात योग्य आहेत. दुसरीकडे, स्टेपर कंट्रोल सिस्टीम कमी ते मध्यम प्रवेग आणि उच्च होल्डिंग टॉर्क आवश्यक असलेल्या अॅप्लिकेशन्ससाठी अधिक योग्य आहेत, जसे की 3D प्रिंटर, कन्व्हेयर्स, सब अक्ष इत्यादी. स्टेपर मोटर्स स्वस्त असल्याने, ते वापरताना ऑटोमेशन सिस्टमची किंमत कमी करू शकतात. सर्वो मोटर्सच्या वैशिष्ट्यांचा फायदा घेण्याची आवश्यकता असलेल्या मोशन कंट्रोल सिस्टीमना हे सिद्ध करावे लागेल की या उच्च किमतीच्या मोटर्स त्यांच्या वजनाच्या सोन्यात आहेत.

बंद-लूप नियंत्रणासह स्टेपर मोटर्स
एकात्मिक इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रणासह स्टेपर मोटर ही दोन-फेज ब्रशलेस डीसी मोटरच्या समतुल्य आहे आणि पोझिशन लूप नियंत्रण, स्पीड लूप नियंत्रण, डीक्यू नियंत्रण आणि इतर अल्गोरिदम करू शकते. बंद-लूप कम्युटेशनसाठी सिंगल-टर्न अ‍ॅब्सोल्युट एन्कोडर वापरला जातो, अशा प्रकारे कोणत्याही वेगाने इष्टतम टॉर्क सुनिश्चित केला जातो.
कमी ऊर्जेचा वापर आणि थंड राहणे
व्हीआयसी स्टेपर मोटर्स अत्यंत ऊर्जा कार्यक्षम असतात. ओपन-लूप स्टेपर मोटर्सच्या विपरीत, जे नेहमी पूर्ण करंट कमांडवर चालतात आणि उष्णता आणि आवाजाच्या समस्या निर्माण करतात, प्रवाह हालचालीच्या वास्तविक परिस्थितीनुसार बदलतो, उदाहरणार्थ प्रवेग आणि मंदावण्याच्या दरम्यान. सर्वो प्रमाणेच, कोणत्याही क्षणी या स्टेपर मोटर्सद्वारे वापरला जाणारा प्रवाह आवश्यक असलेल्या वास्तविक टॉर्कच्या प्रमाणात असतो. मोटर आणि एकात्मिक इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोल बोर्ड कूलर चालत असल्याने, व्हीआयसी स्टेपर मोटर्स सर्वो मोटर्सच्या तुलनेत उच्च पीक टॉर्क प्राप्त करू शकतात.

उच्च वेगानेही, VIC स्टेपर मोटर्सना कमी विद्युत प्रवाहाची आवश्यकता असते.

क्लोज्ड-लूप तंत्रज्ञानातील प्रगतीमुळे, स्टेपर मोटर्स उच्च कार्यक्षमता, उच्च गती अनुप्रयोगांमध्ये प्रवेश करण्यास सक्षम आहेत जे पूर्वी केवळ सर्वो मोटर्ससाठी होते.
बंद-लूप तंत्रज्ञानासह स्टेपर मोटर्स
जर क्लोज्ड-लूप सर्वो तंत्रज्ञानाचे फायदे स्टेपर मोटर्सवर लागू केले तर?
स्टेपर मोटर्सच्या किमतीच्या फायद्यांची जाणीव असतानाही आपण सर्वो मोटर्सशी तुलनात्मक कामगिरी साध्य करू शकतो का?
क्लोज्ड-लूप कंट्रोल टेक्नॉलॉजी एकत्र करून, स्टेपर मोटर कमी किमतीत सर्वो आणि स्टेपर मोटर्सच्या फायद्यांसह एक व्यापक उत्पादन बनेल. क्लोज्ड-लूप स्टेपर मोटर्स कामगिरी आणि ऊर्जा कार्यक्षमतेत लक्षणीय सुधारणा देतात, त्यामुळे ते उच्च-मानक अनुप्रयोगांच्या वाढत्या संख्येत अधिक महागड्या सर्वो मोटर्सची जागा घेऊ शकतात.
क्लोज्ड-लूप तंत्रज्ञानासह स्टेपर मोटर्सची कार्यक्षमता आणि फायदे आणि तोटे स्पष्ट करण्यासाठी एम्बेडेड क्लोज्ड-लूप कंट्रोलसह VIC इंटिग्रेटेड स्टेपर मोटरचे उदाहरण खाली दिले आहे.

कामगिरी आवश्यकतांशी अचूक जुळणारे
अडथळ्यांवर मात करण्यासाठी आणि स्टेप्स गमावण्यापासून रोखण्यासाठी पुरेसा टॉर्क सुनिश्चित करण्यासाठी, ओपन-लूप स्टेपर मोटर्सना सहसा टॉर्क अनुप्रयोगाद्वारे आवश्यक असलेल्या मूल्यापेक्षा किमान 40% जास्त असल्याची खात्री करणे आवश्यक असते. क्लोज्ड-लूप टोडा स्टेपर मोटर्समध्ये ही समस्या नसते. जेव्हा हे स्टेपर मोटर्स ओव्हरलोडमुळे थांबतात, तेव्हा ते टॉर्क न गमावता भार धरून ठेवतील. ओव्हरलोड स्थिती काढून टाकल्यानंतर ते चालू राहतील. कोणत्याही दिलेल्या वेगाने जास्तीत जास्त टॉर्कची हमी दिली जाऊ शकते आणि पोझिशन सेन्सर हे सुनिश्चित करतो की स्टेप्सचे कोणतेही नुकसान होणार नाही. म्हणून, अतिरिक्त 40% मार्जिनची आवश्यकता न पडता संबंधित अनुप्रयोगाच्या टॉर्क आवश्यकतांनुसार अचूकपणे जुळण्यासाठी क्लोज्ड-लूप स्टेपर मोटर्स निर्दिष्ट केले जाऊ शकतात.
ओपन-लूप स्टेपर मोटर्समध्ये, स्टेप्स गमावण्याच्या जोखमीमुळे उच्च तात्काळ टॉर्क आवश्यकता पूर्ण करणे कठीण आहे. पारंपारिक स्टेपर मोटर्सच्या तुलनेत, VIC क्लोज्ड-लूप स्टेपर मोटर्स खूप जलद प्रवेग, कमी ऑपरेशनल आवाज आणि कमी अनुनाद प्राप्त करू शकतात. ते खूप जास्त बँडविड्थवर ऑपरेट करू शकतात आणि उत्कृष्ट कामगिरी साध्य करू शकतात.

कॅबिनेट नाही
टोडा ड्राइव्ह कंट्रोल बोर्डला मोटरशी जोडते, वायरिंगचे प्रमाण कमी करते आणि अंमलबजावणी सोल्यूशन सोपे करते. टोडा वापरून, तुम्ही कॅबिनेटशिवाय मशीन तयार करू शकता.

स्टेपर मोटर्ससह इलेक्ट्रॉनिक्स एकत्रित केल्याने गुंतागुंत कमी होते
क्लोज्ड-लूप तंत्रज्ञानासह, क्लोज्ड-लूप स्टेपर मोटर्स वापरकर्त्यांना उत्कृष्ट अचूकता आणि कार्यक्षमता देतात, ज्यामध्ये सर्वो मोटरची कार्यक्षमता आणि स्टेपर मोटरची कमी किंमत असते. कमी किमतीच्या स्टेपर मोटर्स हळूहळू अशा अनुप्रयोगांमध्ये प्रवेश करत आहेत ज्यावर अन्यथा उच्च किमतीच्या सर्वो मोटर्सचे वर्चस्व असते.